废聚氨酯硬泡醇解回收多元醇初步研究

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聚氨酯材料作为一种高分子材料在各行各业中被广泛应用,与此同时,聚氨酯废弃物的数量也在日渐增多,由于聚氨酯材料大多为热固性高分子,对于其废弃物,现阶段一般采取填埋或焚烧的方法进行处理,这样不但浪费了大量的工业资源,而且会造成土地浪费和空气污染。因此,对聚氨酯废弃物进行合理回收利用,成为了当前聚氨酯工业发展的重大研究课题。近年来,在聚氨酯废弃物回收利用方面发展出了很多种新方法,概括起来可以归纳为两类:物理回收方法和化学回收方法。各种回收方法利用自身的技术特点,开发出了不同的回收工艺,拓展了聚氨酯废弃物的回收利用路径。本文综述了聚氨酯废弃物的降解回收技术和发展趋势,重点讨论了几种主要化学降解方法的原理和工艺要求;最后,提出了本课题对聚氨酯硬泡废弃物的研究内容和降解方案。本文选择醇解法对聚氨酯硬泡废弃物进行研究,通过实验确定了以1,4-丁二醇作为醇解剂,以KOH作为助醇解剂(催化剂),醇解反应的最佳反应温度为175-180℃,最佳反应时间为240min,反应结束之后可得到均匀、透明、可流动的浅褐色降解产物,对降解产物进行除杂、提纯,得到终产物再生多元醇。探讨了反应温度、反应时间对再生多元醇粘度和羟值的影响;通过对再生多元醇的表征、分析,获得了醇解反应物料间最适宜的质量比。结果表明:反应的适宜质量比例为BDO:KOH:PU=1:0.02:0.8,可以得到粘度在6000mPa.s左右,羟值为450mgKOH/g左右的再生多元醇。本文采用自制的磁性固体催化剂CaO/MgO/SrFe12O19和MgO/SrFe12O19,以1,4-丁二醇等低分子多元醇为醇解剂,对聚氨酯硬泡废弃物进行醇解研究。采用红外光谱、光镜等测试仪器对降解产物进行表征,并测定了降解产物的粘度和羟值等数据。研究发现:两种磁性固体催化剂都能用于废聚氨酯硬泡醇解实验,都能得到就好的再生多元醇;降解完成之后可以用磁铁直接回收催化剂,回收率达到90%以上;磁性固体催化剂催化能力低于KOH,降解同等质量聚氨酯硬泡废弃物所需时间较长;用磁性固体催化剂降解聚氨酯硬泡的最适宜产物比例为:催化剂:醇解剂:硬泡等于0.12:1:1,以此配比在180℃下反应300min,可以得到粘度在4300-7500mPa.s之间,羟值为250mgKOH/g左右的降解产物。
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